金属的电化学腐蚀与防护第1课时名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件

/10/10巴东县第三高级中学1第四章电化学基础第四节金属电化学腐蚀与防护第1课时新课标人教版高中化学课件系列选修4化学反应原理第1页/10/10巴东县第三高级中学2金属电化学腐蚀第2页/10/10巴东县第三高级中学3金属腐蚀我国作为世界上钢铁产量最多国家（全国生产钢材37117.02万吨），每年被腐蚀铁占到我国钢铁年产量十分之一，因为金属腐蚀而造成损失占到国内生产总值2%~4%；约合人民币：3000亿元（我国国内生产总值将达15万亿元）。依据各国调查结果，普通说来，金属腐蚀所造成经济损失大致为该国国民生产总值4%左右。另据国外统计，金属腐蚀年损失远远超出水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失总和，在这里还不包含因为腐蚀造成停工、减产和爆炸等造成间接损失。阅读：你有何感想？金属电化学腐蚀第3页/10/10巴东县第三高级中学4金属腐蚀主要坏处，不但在于金属本身损失，更严重是金属制品结构损坏所造成损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不但造成经济损失，也经常对安全组成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引发着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等泄漏，更会危及工作人员和附近居民生命安全。金属电化学腐蚀第4页/10/10巴东县第三高级中学5一、金属电化学腐蚀金属阳离子失e-氧化反应（三）金属腐蚀类型化学腐蚀电化腐蚀金属原子（二）金属腐蚀本质：（一）金属腐蚀：是指金属或合金跟接触气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗过程。M–ne-→Mn+金属电化学腐蚀第5页/10/10巴东县第三高级中学61、化学腐蚀：金属跟接触到物质直接发生化学反应而引发腐蚀。影响原因：和接触物质氧化性及温度相关。2、电化学腐蚀：不纯金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼金属失电子被氧化腐蚀。电化学腐蚀类型析氢腐蚀吸氧腐蚀金属电化学腐蚀第6页/10/10巴东县第三高级中学7化学腐蚀与电化腐蚀比较:化学腐蚀电化腐蚀条件现象本质联络金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化二者往往同时发生，电化腐蚀更普遍金属电化学腐蚀第7页/10/10巴东县第三高级中学8为何铁在干燥空气中不易生锈，在潮湿空气中却易生锈？金属电化学腐蚀第8页/10/10巴东县第三高级中学9铜板上铁铆钉为何尤其轻易生锈？金属电化学腐蚀第9页/10/10巴东县第三高级中学10思索与交流1、铁锈成份是什么？是怎样形成？2、将经过酸洗除锈铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入如图所表示具支试管中．几分钟后，导管中水柱上升了，你知道为何吗？试验4-3金属电化学腐蚀第10页/10/10巴东县第三高级中学11科学探究：为何钢铁在干燥空气中不易生锈，而在潮湿空气中却易生锈呢？钢铁潮湿空气水膜CO2、SO2、H2S电解质溶液（H+)铁C原电池电解质溶液形成：H++OH-H2O+CO2H++HCO3-H2O钢铁在这过程发生了电化学腐蚀，依据电解质溶液酸碱性不一样电化学腐蚀可分为两种。金属电化学腐蚀第11页/10/10巴东县第三高级中学12钢铁表面形成微小原电池示意图金属电化学腐蚀第12页/10/10巴东县第三高级中学13钢铁析氢腐蚀示意图钢铁吸氧腐蚀示意图思索：你能写出它们电极反应式？金属电化学腐蚀第13页/10/10巴东县第三高级中学14钢铁腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀发生条件钢铁表面吸附水膜中溶有O2并呈极弱酸性或中性，反应中（）得电子被还原为OH-。钢铁表面吸附水膜展现较强酸性。反应时有析出。电极反应O2H2负极正极总反应Fe-2e-＝Fe2＋2H++2e-=H2Fe＋2H+=Fe2++H24Fe(OH)2＋O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3

·xH2O(铁锈）+（3-x）H2O2Fe-4e-＝2Fe2＋O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe＋O2+H2O=2Fe(OH)2金属电化学腐蚀第14页/10/10巴东县第三高级中学15交流与讨论铁生锈除了必须有空气及水参加外，还受其它一些原因影响。请解释以下相关铁生锈现象原因。1.相对于在内河行驶轮船来说，海轮更轻易被腐蚀。因为海水中含有较多氯化钠等盐类，导电能力比内河水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更轻易进行。2.19遗留在南极食品罐头盒，其表面至今极少有铁锈出现。是因为南极温度常年在0℃以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行。金属电化学腐蚀第15页/10/10巴东县第三高级中学16交流与讨论3.用于连接铜板铁螺丝轻易生锈。是因为铁与铜及空气中水蒸汽组成了原电池，铁作原电池负极，所以铁易被腐蚀而生锈。4.当化工厂派出废气为酸性气体时,工厂附近铁制品轻易生锈。说明铁制品在酸性条件下比在中性条件下更轻易被腐蚀。金属电化学腐蚀第16页/10/10巴东县第三高级中学17课堂练习1、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈性，发生腐蚀,电极反应式为：负极：,正极：若液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：正极：。（2）中性或碱性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH-酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑金属电化学腐蚀第17页/10/10巴东县第三高级中学18请大家依据铁生锈原理，思索应采取什么办法预防铁生锈？交流与讨论请大家阅读书本Ｐ86-87金属电化学防护第18页/10/10巴东县第三高级中学19二、金属电化学防护影响金属腐蚀原因包含：金属

和

。本性介质金属越活泼越轻易被腐蚀金属合金中活泼金属易腐蚀比如：钢铁腐蚀介质对金属腐蚀影响很大：金属在潮湿空气中、接触腐蚀性气体或电解质溶液，都轻易被腐蚀金属电化学防护第19页/10/10巴东县第三高级中学201.影响金属腐蚀两个原因金属本性介质—金属是否活泼，纯净—金属与哪些物质共存2.金属腐蚀本质金属原子失去电子成为阳离子过程金属电化学防护第20页/10/10巴东县第三高级中学21思索与交流：依据你所学知识以及生活经历，说说金属有哪些防护方法？1、改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力（不锈钢、青铜器）2、在金属表面覆盖保护层（1）涂矿物质油脂，油漆或覆盖搪瓷塑料。（2）镀抗蚀金属－－电镀、热镀、喷镀法。（3）用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜。3、电化学保护法牺牲阳极阴极保护法（原电池原理）(轮船船身上锌块、地下钢铁管道接镁块)金属电化学防护第21页/10/10巴东县第三高级中学22金属电化学防护第22页/10/10巴东县第三高级中学23牺牲阳极阴极保护法示意图金属电化学防护第23页/10/10巴东县第三高级中学24将被保护金属与另一附加电极作为电解池两个极，使被保护金属作为阴极，在外加直流电作用下使阴极得到保护。辅助阳极（不溶性）外加电流阴极保护法示意图金属电化学防护第24页/10/10巴东县第三高级中学25牺牲金属保护法金属电化学防护第25页/10/10巴东县第三高级中学26思索1、以下事实不能用电化学原了解释是（）A铝片不需要特殊保护方法。B炒过菜铁锅未清洗易生锈。C轮船水线以下船壳上镶有一定数量锌。D镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀。2、金属腐蚀通常分为哪两种？试比较它们异同A金属电化学防护第26页/10/10巴东县第三高级中学27类型化学腐蚀电化学腐蚀发生条件电流本质相互关系金属与接触物直接反应不纯金属或合金与电解质溶液形成原电池无电流产生有电流产生金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀二者往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍化学腐蚀与电化腐蚀比较金属电化学防护第27页/10/10巴东县第三高级中学283、5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失国宝：铜铸牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久轻易出现铜绿，其主要成份是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸国宝在240年后看上去依然熠熠生辉不生锈，以下对起原因分析，最可能是A、它们表面都电镀上了一层耐腐蚀黄金；B、环境污染日趋严重，它们表面铜绿被酸雨溶解洗去C、铜金属活动性比氢小，所以不宜被氧化；D、它们是含一定百分比金、银、锡、锌合金；（D）金属电化学防护第28页/10/10巴东县第三高级中学29上述各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢次序是

。讨论与交流4.在同一电解质溶液中，金属腐蚀快慢规律以下：电解池阳极腐蚀＞原电池阴极腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐办法腐蚀5、2、1、3、4金属电化学防护第29页/10/10巴东县第三高级中学30钢铁析氢腐蚀示意图钢铁吸氧腐蚀示意图钢铁在潮湿空气中发生电化学腐蚀原理：负极（Fe）：

Fe—2e—=Fe2+正极（C）：

2H++2e—=H2↑

析氢腐蚀

或2H2O+O2+4e—=4OH—

吸氧腐蚀小结：电化学腐蚀金属电化学防护第30页/10/10巴东县第三高级中学31钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3·nH2O（铁锈）水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+2H2O+2e-=H2↑+2OH-O2+2H2O+4e-=4OH-Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金属腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH≥5.6时)若pH<5.6时则为析氢腐蚀。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极Fe(